間充質干細胞外泌體在骨肉瘤治療中的研究進展

摘要： 闡述間充質干細胞外泌體（MSC-Exos）在骨肉瘤（OS）治療中的研究進展。通過查閱近年的相關文獻，綜述OS的研究現狀、發(fā)病機制和潛在治療靶點，MSC-Exos的生物學特性和功能，以及MSC-Exos在OS的靶向治療、腫瘤耐藥性和作為藥物遞送載體等方面的研究進展。結果表明：MSC-Exos作為一種新興的生物治療劑，在OS治療領域具有廣闊的應用前景。

關鍵詞： 間充質干細胞；外泌體；骨肉瘤；靶向治療；腫瘤耐藥性

中圖分類號： R 738.1文獻標志碼： A 文章編號： 1000-5013（2025）01-0001-13

Research Progress of Mesenchymal Stem Cell-Derived Exosomes in Treatment of Osteosarcoma

WANG Fucai，LIU Zhuosheng

（College of Medicine，Huaqiao University，Quanzhou 362021，China）

Abstract： To elucidate the research progress of mesenchymal stem cell-derived exosomes （MSC-Exos） in the treatment of osteosarcoma （OS）. By reviewing recent relevant literature，summarizes the current status，pathogenesis，and potential therapeutic targets of OS，the biological characteristics and functions of MSC-Exos，as well as the research progress of MSC-Exos in the OS targeted therapy，tumor drug resistance and as a drug delivery carrier. The results show that MSC-Exos，as a novel biological therapeutic agent，has broad application prospects in the field of treatment of OS.

Keywords： mesenchymal stem cells；exosomes；osteosarcoma；targeted therapy；tumor resistance

骨肉瘤（OS）是來源于間葉組織的骨腫瘤，在原發(fā)惡性骨腫瘤中占比約為50%。目前，學界廣泛認為其起源于間充質干細胞（MSC），盡管骨肉瘤的治療已經取得了巨大的進展，但仍然面臨著作用靶點少、異質性高、腫瘤微環(huán)境復雜、預后較差等問題。近年來，間充質干細胞外泌體（MSC-Exos）作為腫瘤治療的有力工具已經成為研究熱點，MSC-Exos通過調節(jié)腫瘤微環(huán)境、抑制腫瘤細胞的增殖和遷移，表現出顯著的抗腫瘤作用。此外，MSC-Exos還能作為藥物遞送的納米載體，提高藥物的靶向性和治療效果。大量研究結果表明，MSC-Exos具有體積小、完整性高等特性，將MSC-Exos應用于OS治療具有較高的臨床價值和廣闊的應用前景，有望成為一種治療OS的新型納米治療劑。

1 骨肉瘤概述

1.1 骨肉瘤研究現狀

OS是骨組織中最常見的原發(fā)性惡性骨腫瘤，在兒童和青少年人群中的發(fā)病率最高（中位年齡為18歲），其次是60歲以上的老年人，具有雙峰年齡分布特征。研究顯示，在全球范圍內，OS的發(fā)生率約為每年每百萬人2～4例^［1-2］，其中，大約四分之一的患者存在肝和肺的轉移性疾病，肺是最常見的轉移部位^［3］，肺組織的轉移進展和患者復發(fā)是OS臨床死亡的主要原因^［4］。OS的好發(fā)部位為股骨遠端、脛骨近端和肱骨近端等長骨靠近骨干骺端的生長板，較少發(fā)生在顱骨、頜骨、骨盆等位置。OS的特征是存在轉化的成骨細胞并產生類骨質基質。OS細胞的生長轉移與腫瘤微環(huán)境（TME）有很強的聯(lián)系，特別是骨微環(huán)境。骨微環(huán)境是由細胞外基質和各種細胞所組成，后者包括MSC、內皮細胞、巨噬細胞、淋巴細胞、干細胞、成纖維細胞、成骨細胞、破骨細胞和骨細胞等。骨微環(huán)境是一個非常特化、復雜的高度動態(tài)的環(huán)境，OS和骨微環(huán)境中多種細胞之間通過許多環(huán)境信號相互調節(jié)，這些環(huán)境信號通常由多種細胞因子、趨化因子、可溶性生長因子誘導生成^［5］，由細胞外囊泡（EV）進行傳遞。目前，EV被認為是細胞間通信的一個有效載體^［6］，由外泌體（Exos）、遷移體、微泡等多種亞型構成。然而，由于OS高水平細胞異質性的存在，以及OS相關分子和遺傳機制的復雜性，使臨床上開發(fā)有效治療的手段變得極其困難。目前，OS患者使用的治療包括手術切除原發(fā)性腫瘤和新輔助化療。這種常規(guī)治療方法對于局限性OS患者療效較好，但對于具有化療藥物耐藥性的晚期、轉移性、復發(fā)性的OS患者則效果大大降低，可導致預后不良。據報道，轉移性OS患者的平均生存時間一般不到5 a^［7］。因此，闡明OS的發(fā)病機制及其潛在治療靶點，可為未來開發(fā)新型OS的治療方法提供新的思路。

1.2 骨肉瘤發(fā)病機制

1.2.1 骨肉瘤分子生物學特征 OS的分子生物學機制可以大致分為DNA突變、非編碼RNA作用和表觀遺傳學改變等3個部分。DNA突變主要體現在TP53和RB1兩個抑癌基因。Wagley等^［8］發(fā)現，在小鼠體外試驗中使TP53沉默后，可以誘導小鼠MSC中的Osx，Runx2高水平表達，使骨質表型產生惡性轉化。研究表明，RB1基因是推動OS亞群發(fā)展的重要驅動因子。其他的DNA突變，如MDM2^［9］，WWOX，NF2^［10］，BLM^［11］等均與OS的發(fā)生、發(fā)展具有相關性。非編碼RNA占體內RNA數量的90%以上，其中，miR-101，miR2-200等微小RNA與OS密切相關。miR-101能顯著降低MG-63細胞系的存活率抑制OS增殖，而miR2-200則可以通過下調OS細胞中的E結合鋅指蛋白（ZEB1，ZEB2），抑制OS發(fā)生及轉移。其他的非編碼RNA（如lncRNA-FGD5-AS1，circRNA-103801，circRNA-MTO1等）均可對OS產生不同程度的影響。除此之外，Zhang等^［12］發(fā)現，以DNA甲基化和組蛋白修飾為主的表觀遺傳學異常改變也能夠引起正常細胞向惡性腫瘤細胞轉化。因此，研究OS的分子生物學特征，可為OS的早期診斷、早期治療、療效判斷及預后等提供重要的參考指標。

1.2.2 骨肉瘤相關信號通路 近年來，越來越多的研究表明，腫瘤細胞內信號通路的失調與OS的發(fā)生、發(fā)展密切相關。Zhu等^［13］發(fā)現，SNHG10，FLVCR1-AS1等非編碼RNA物質可通過調節(jié)Wnt/β-連環(huán)蛋白信號通路的活性調控OS細胞的增殖和侵襲。Liu等^［14］發(fā)現，在PI3K/Akt信號通路中，lncRNA GAS5的上調可以降低PI3K/Akt信號通路的活性，達到抑制OS細胞增殖和減少侵襲的效果。而Wang等^［15］發(fā)現，在JAK/STAT信號通路中，OS細胞中IL-6呈高水平表達，抑制該通路則可抑制OS細胞生長和轉移。除此之外，PD-1/PD-L1，MAPK，NF-κB等信號通路也呈現出與OS的高度相關性，共同參與OS的生長發(fā)展機制^［16-17］。因此，多條信號通路參與OS的發(fā)生、發(fā)展，但OS具體發(fā)病機制尚不明確。

1.3 骨肉瘤潛在分子靶點

1.3.1 泛素特異性蛋白酶家族 泛素-蛋白酶體系統(tǒng)的功能影響著機體大部分的重要細胞活動，包括基因轉錄、DNA修復及細胞凋亡的全過程，并且深刻誘導腫瘤的發(fā)生、發(fā)展^［18］。泛素特異性蛋白酶1（USP1）是一種去泛素化酶亞型，研究表明，USP1在腫瘤組織中呈高度表達，其在OS的進展中也發(fā)揮重要作用。Chen等^［19］發(fā)現，鹽誘導激酶2（SIK2）在多種腫瘤（包括OS）中的表達水平與腫瘤的進展密切相關，SIK2可作為OS潛在的治療靶點。以慢病毒載體為傳遞介質的USP1-shRNA能夠沉默SIK2并導致OS細胞系凋亡，降低侵襲性，這表明USP1和SIK2之間存在密切關聯(lián)。Yuan等^［18］發(fā)現，USP1可以通過K11和K29去泛素化介導轉錄共激活因子與PDZ結合基序進行穩(wěn)定結合，對下游的Hippo信號通路產生影響，抑制OS細胞中TEAD轉錄因子和PDZ結合基序的相互作用，降低下游Hippo信號通路的各組分水平，包括CYR61，c-Myc和RUNX2等。此外，Zeng等^［20］在一項包含45個OS樣本的報告中發(fā)現，USP7的高水平表達，可能通過激活Wnt/β-連環(huán)蛋白信號通路誘導OS細胞發(fā)生上皮-間質轉化。因此，泛素特異性蛋白酶家族（不限于USP1，USP2，USP7）均對OS的發(fā)生、發(fā)展產生直接或間接的影響。

1.3.2 ErbB家族 ErbB家族是一類能夠調節(jié)關鍵細胞信號傳導途徑和基因表達水平的酪氨酸激酶受體^［21］。ErbB家族由以下4個成員構成：ErbB1（HER1），ErbB2（HER2），ErbB3（HER3），ErbB4（HER4），其中，HER1屬于表皮生長因子受體（EGFR）。ErbB1和ErbB2能夠促進腫瘤的發(fā)展，且ErbB2/ErbB3的信號傳導可以通過PI3K/Akt途徑促進腫瘤細胞的生長和侵襲。ErbB3可以通過激活Wnt 3a途徑的信號傳導，使由Wnt 3a途徑誘導的靶向MSC向成骨細胞分化，形成新的骨組織應用于骨再生。Huang等^［22］在一項包括90個OS患者樣本的研究中發(fā)現，原發(fā)性OS組織中的ErbB3，ErbB4的擴增水平明顯更高，并且ErbB3和ErbB3-EGFR共擴增水平與OS發(fā)生、發(fā)展有著密切相關性，提示ErbB3可能是OS治療的一個重要靶點。Jullien等^［23］發(fā)現，在同種異體移植的小鼠模型中，ErbB3的沉默能夠通過抑制腫瘤細胞增殖達到治療腫瘤的效果，這更證實ErbB3應用于OS治療中的潛在可能性。因此，ErbB家族有望成為OS潛在的治療靶標。

1.3.3 溶血磷脂酸酰基轉移酶β 溶血磷脂酸?；D移酶β（LPAATβ）是一類可以調節(jié)OS細胞增殖的酶類。它能夠將機體內的溶血磷脂酸轉化為磷脂酸，溶血磷脂酸的生物活性與細胞的生長增殖有著緊密的聯(lián)系，且轉化后的產物磷脂酸是一種具有信息傳導功能的生物活性磷脂，它廣泛參與機體多種信號轉導途徑，如Raf-1，mTOR等，能夠發(fā)揮抑制腫瘤細胞的作用。在大量的OS患者樣本研究中，均發(fā)現LPAATβ的過表達情況，這表明LPAATβ的水平高低與OS發(fā)生、發(fā)展有著潛在聯(lián)系。Song等^［24］發(fā)現，將siRNA沉默的LPAATβ插入到慢病毒載體后，在體外對具有順鉑耐藥性的OS細胞進行給藥，以此來觀測沉默LPAATβ對OS細胞活力的影響，結果表明，沉默LPAATβ基因能夠抑制順鉑耐藥性OS細胞的生長，主要是通過降低PI3K/Akt/mTOR信號通路的激活。Gan等^［25］發(fā)現，在睪丸癌細胞模型中，激活PI3K/Akt/mTOR信號通路能夠抑制順鉑誘導的細胞凋亡，并改善對順鉑的耐藥性。這一機制在其他腫瘤如OS中可能也具有相似的調控作用，但具體機制尚需進一步研究驗證。

1.3.4 Notch信號通路 Notch信號通路主要參與細胞間的信息傳導，當細胞間帶有Notch信號的相關配體的細胞和相鄰帶有Notch信號受體的細胞結合后，即可激活Notch信號通路，產生信號傳導，其本質是配體受體相互結合后產生交互作用，使得細胞中Notch蛋白的構象變化，發(fā)生Notch細胞內域的核轉位。目前，在哺乳動物體中已發(fā)現有5種配體（DLL1，DLL3，DLL4，Jagged1，Jagged2）和4種受體（Notch1，Notch2，Notch3，Notch4）。骨形態(tài)發(fā)生蛋白9（BMP9）是一類能夠調節(jié)腫瘤細胞增殖和組織修復再生的蛋白質，在建立BMP9強誘導性MSC分化的前提條件之下，Notch信號可通過調節(jié)不同的配體和受體發(fā)揮不同作用，其中，Notch1能夠抑制破骨細胞的生成和骨吸收，而Notch2則可以顯著增強作用。由此可見，Notch信號傳導在腫瘤細胞發(fā)生、發(fā)展、遷移過程中都發(fā)揮關鍵作用，與OS微環(huán)境緊密相關。在OS的模型中，可以發(fā)現Notch信號失調，Notch信號活性調節(jié)對于OS的治療具有潛在意義。Cao等^［26］發(fā)現，Notch1可以激活BMP9/Smad信號通路，并通過上調ALK2表達水平，促進MSC分化增殖用于骨再生，而且經過Notch信號誘導的BMP9還能夠促進MSC成骨分化的全過程，使機體內堿性磷酸酶活性大大增強。然而，Notch信號通路在OS發(fā)生、發(fā)展中的確切作用仍有待進一步研究。

1.3.5 其他潛在分子靶點 細胞外基質（ECM）與OS的發(fā)生、發(fā)展密切相關。Martino等^［27］發(fā)現，ECM不僅可以早期預防OS的發(fā)生，還能通過調控TME抑制腫瘤的生長和進展，具體表現在TME中膠原蛋白、纖維粘連蛋白、層粘連蛋白等物質的水平變化。Bergamaschi等^［28］發(fā)現，將ECM分為主要的4大類：ECM1，ECM2，ECM3，ECM4，它們分別參與4種不同的途徑（PI3K途徑、葡萄糖代謝途徑、Wnt-β-連環(huán)蛋白途徑、內質網途徑）對腫瘤細胞進行調節(jié)，能夠在腫瘤細胞中發(fā)揮不同的生物學功能。

小分子核糖核酸（miRNA）與蛋白質的相互作用對于OS的進展有重要作用。常見的結合蛋白主要是以NOB1，HMGB1，MIF為主。Zhang等^［29］發(fā)現，通過下調miR-363能夠使NOB1的表達水平提高，而miR-363又與OS細胞增殖、遷移及上皮-間質轉化有著重要聯(lián)系。此外，Sumaiya等^［30］發(fā)現，巨噬細胞移動抑制因子（MIF）通過糖皮質激素反調節(jié)來介導生成炎癥因子并參與腫瘤過程，MIF能夠與miR-451發(fā)生相互作用，誘導miR-451過表達并抑制OS細胞的增殖和遷移。Centomo等^［31］發(fā)現，miR-22能夠靶向作用于樹突狀細胞（DC）的p38而抑制DC的抗腫瘤能力，進而誘導腫瘤進展。Lian等^［32］發(fā)現，miR-34a通過調控C-Myc和Bim信號通路，與OS細胞對順鉑（CDDP）的化療敏感性、轉移及患者預后密切相關。

DNA依賴性蛋白激酶催化亞基（DNA-PKcs）是一類與凋亡蛋白酶高度相關的核DNA依賴性絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶的催化亞基，在大量凋亡細胞中都可以觀測到DNA-PKcs活性降低，因此，DNA-PKcs是評價細胞凋亡的關鍵指標。Fang等^［33］在小鼠實驗模型中發(fā)現，DNA-PKcs活性降低可以抑制小鼠體中人膠質母細胞瘤異種移植物的生長，使人膠質母細胞瘤異種移植物中的腫瘤細胞大程度消退，在OS治療中也可能發(fā)揮作用。

Gremlin（GREM）1是骨形態(tài)形成蛋白拮抗劑，屬于BMP家族成員，在機體內發(fā)揮著調節(jié)組織分化的關鍵作用。Gu等^［34］發(fā)現，通過lenti-GREM1誘導的GREM1表現出過表達水平后，能夠對OS細胞系中的U2OS，MG63，Saos-2等細胞的活力產生抑制作用，從而抑制OS發(fā)展。進一步在小鼠接種U2OS細胞模型中研究發(fā)現，上調GREM1水平能夠抑制OS增殖，而GREM1沉默表達則會促進OS的發(fā)生、發(fā)展。

不同類型分子靶點與治療骨肉瘤生物學功能的關系，如表1所示。

2 間充質干細胞及外泌體生物學特性

2.1 間充質干細胞外泌體

MSC起源于發(fā)育早期的中胚層，屬于多能干細胞。MSC具有多向分化和自我復制的特點，能夠分化為多種不同的組織細胞，包括骨細胞、軟骨細胞、脂肪細胞等，MSC在成人組織中功能的主要表現包括修復機制和再生活性。它存在于人體生長發(fā)育的許多組織中，可來源于骨髓、胎盤、羊水、臍帶、脂肪組織和其他組織細胞。MSC除了通過直接分化而達到治療作用以外，還能夠通過旁分泌的方式實現治療作用，旁分泌的物質主要是外泌體等細胞外囊泡。這類物質作用于靶細胞，最終實現靶向治療^［35-36］。此外，Abdelmoneim等^［37］發(fā)現，MSC還表現出極強的免疫調節(jié)能力，MSC可以通過分泌大量促炎因子誘導機體產生免疫應答，并且還能夠有效地抑制炎癥反應，招募大量的生長因子，從而激活機體損傷組織部位再生修復的機制。MSC還具有多種生物學效應，在干擾腫瘤增殖侵襲、調節(jié)炎性反應、抗細胞凋亡、促進血管生成中都發(fā)揮著重要作用。MSC臨床廣泛應用于干細胞移植、組織損傷修復、自身免疫性疾病治療等領域，是目前再生醫(yī)學領域中研究最廣泛的干細胞。近年來，Qiao等^［38］的研究結果顯示，MSC可促進腫瘤進展和抑制腫瘤增殖的現象，這提示MSC可能與腫瘤治療存在高度相關性。Karnoub等^［39］的研究結果顯示，MSC在TME中能夠轉化為腫瘤相關間充質干細胞，從而促進癌癥進展。此后，基于MSC巨大的治療潛力，將MSC用于臨床腫瘤的治療受到了越來越多學者的關注。

Exos是由細胞分泌出的EV的一個亞群，大小均勻、直徑為40～100 nm，且具有相對穩(wěn)定的脂質雙分子層膜結構。根據顆粒直徑大小，EV可以分為外泌體（40～100 nm）、微泡（100～1 000 nm）和凋亡小體（500～5 000 nm）。外泌體最初是由Johnstone^［40］在網織紅細胞的研究中發(fā)現，并且在1987年將其命名為exosome。Exos早期被當作是與細胞廢物代謝相關的物質，近些年來開始逐漸受到人們關注。Exos通常以其內容物的不同進行分類，含有不同內容物的Exos在溶液中都具有各自的沉降系數，利用該特點進行差速離心是目前最常用的外泌體分離和提取的方法。除差速離心之外，通常還可使用超濾法、免疫親和膜分離法、尺寸排除色譜法、分子篩層析法、微流控技術法等多種方法^［41］作為分離提取Exos的途徑。Exos是細胞間通訊的重要介質，可以將不同的內容物運至不同細胞，并參與信息傳遞和信號調控，其內容物復雜多樣，包括蛋白質、核酸（mRNA，lncRNA，circRNA，miRNA，DNA）、脂質等生物分子。根據來自外泌體數據庫Vesiclepedia（http：∥microvesicles.org/）的數據，迄今為止被發(fā)現的Exos內容物包括566 911種蛋白質，27 692種mRNA，22 858種miRNA。隨著研究的深入，除了網織紅細胞以外，如間充質干細胞、腫瘤細胞、脂肪細胞、淋巴細胞等幾乎所有類型的細胞都能夠形成Exos，且大多數都以出芽的方式進行分泌。Exos可以由多種來源細胞釋放，也可以由體液分離得到，如唾液、尿液、母乳、羊水、腹水等。Exos在維持機體正常生理活動的同時，還參與多種病理生理過程。Exos可以促進腫瘤細胞上皮-間質轉化，形成轉移前微環(huán)境，利于腫瘤的生長。Kogure等^［42］發(fā)現，Exos在腫瘤發(fā)生和發(fā)展、腫瘤轉移的過程中都發(fā)揮著重要的調控作用。因此，Exos已經成為醫(yī)學領域治療腫瘤的研究熱點話題之一。

2.2 間充質干細胞外泌體的生物學特性

MSC是一種具有巨大細胞治療潛力的多能成體干細胞，在疾病治療過程中，MSC主要通過旁分泌途徑產生Exos來介導細胞間通訊。Exos作為體積最小的EV，其穩(wěn)定性最好，近年來被作為替代干細胞治療的新研究熱點。間充質干細胞外泌體（MSC-Exos）被描述為來源于MSC的且含有Exos的產物^［43］，是目前使用最廣泛的干細胞源性外泌體之一，其攜帶著母體細胞MSC的多種生物活性成分及生物學信息，可以替代細胞療法實現無細胞療法^［44］。Yaghoubi等^［45］研究表明，MSC-Exos在多種疾病的動物模型中展現出顯著療效，從而引起廣泛的關注。

Hassanzadeh等^［46］研究表明，MSC-Exos在腫瘤治療中具有顯著作用，它能夠作為治療載體，與靶向藥物結合后廣泛參與細胞間通訊，將蛋白質、RNA及其他生物活性分子遞送到靶細胞中，發(fā)揮調節(jié)免疫、促血管生成的作用對特定疾病途徑進行調控，這種Exos的介導反應可以抑制或促進腫瘤的發(fā)生、發(fā)展，顯示出良好的治療效果。與MSC相比，MSC-Exos具有低免疫原性、低毒性、低致瘤性、長半衰期的獨特優(yōu)勢，并且便于儲存和管理，能夠有效地降低腫瘤細胞不良分化的風險，并減少腫瘤治療中不利的副作用。MSC-Exos的功能可能與MSC的來源有關^［47-48］。不同來源MSC-Exos在生物學上都具有相同的特性，但同時也存在功能上的細微差異。例如，從脂肪細胞中提取的MSC-Exos比從骨髓中提取的MSC-Exos在促血管生成能力上更具有優(yōu)勢^［49］。

因此，探究MSC-Exos的來源、靶向性，以及其在腫瘤細胞中的作用和機制，將有助于擴大無細胞治療方法的應用前景，提升臨床腫瘤治療水平^［36］。除此之外，目前MSC-Exos的研究大多數還停留在動物實驗和人體體外實驗中，在廣泛投入臨床使用之前，還需確定其給藥劑量、給藥途徑、最佳的治療時間窗，并且制定標準化生產、分離鑒定、效力檢測等一系列相對統(tǒng)一的標準。傳統(tǒng)的細胞治療以干細胞移植為主，這種方式可能存在機體免疫排斥現象及致瘤的可能，且由于體積較大，容易損傷周邊組織，在使用上存在很大的局限性。與使用MSC的傳統(tǒng)細胞治療方法相比，MSC-Exos在臨床腫瘤治療方面的應用范圍更廣、風險更小，既保留了MSC的生物學特性，又具備更好的安全性和便利性，因此，MSC-Exos正成為一種有前途的納米級無細胞治療工具。

2.3 間充質干細胞外泌體的功能

MSC-Exos除了表現MSC和Exos共同的生物學特性以外，與MSC相比具備更為穩(wěn)定的膜結構，能夠更大程度保證其內容物的完整性，并且MSC-Exos體積更小，更容易到達作用靶點，具有更低的免疫原性和更高的安全性。與Exos相比，MSC-Exos富含蛋白質、核酸、脂類，以及具有生物活性的RNA，包括mRNA，miRNA，tRNA等，能維持MSC-Exos對靶細胞進行基因轉錄與翻譯的功能^［50］。這對于調節(jié)骨重建、神經炎癥細胞及炎癥因子等都有著直接或者間接的作用。機體中的骨穩(wěn)態(tài)，主要靠成骨細胞和破骨細胞調節(jié)，若成骨細胞的相對活性高，可能會引發(fā)骨硬化，若成骨細胞的相對活性低，可能會引起骨質疏松，對機體均產生不利影響。因此，對成骨細胞和破骨細胞進行活性調節(jié)對于骨的再生修復具有重要意義。Yang等^［51］發(fā)現，來源于MSC-Exos的lncRNA MALATI能夠與成骨細胞中的miRNA-34c結合，提高轉錄因子RUNX2的活性水平，從而提高成骨細胞活性，增強體內成骨作用。Zuo等^［52］發(fā)現，MSC-Exos能夠參與成骨細胞、破骨細胞之間的信息運輸和傳遞，且能夠防止破骨細胞因過度活化而對骨組織產生破壞，對維持骨穩(wěn)態(tài)有著積極作用。除此之外，在動物試驗中，MSC-Exos還能夠提高實驗動物體內VEGF/VEGFR的表達水平，促進局部新生血管的形成^［53］，同時還能夠對骨折部位起到促進骨修復、加速骨愈合的作用^［54］。因此，MSC-Exos療法具有更廣闊的應用前景。

MSC-Exos還可以對神經炎癥細胞及炎癥因子產生作用，主要體現在對中性粒細胞、小膠質細胞、星形膠質細胞等神經炎癥細胞及炎癥因子的抑制作用。MSC-Exos可以抑制中性粒細胞釋放IL-17及補體激活，影響IL-18，MMP-9，TNF-α等^［55］物質的表達，從而對機體內中性粒細胞的浸潤和吞噬能力進行調控。Zhao等^［56］研究表明，它還可以作用于NF-κB和CysLT2R-ERK1/2信號通路，減少小膠質細胞向M1型轉化的可能，并促進其向M2型轉化，最終抑制炎癥的反應。對于星形膠質細胞，MSC-Exos在經過IL-1的誘導后，可以抑制Nrf-2信號通路的活性^［57］，減少脂多糖誘導的神經炎癥反應。除作用于神經炎癥細胞外，MSC-Exos對巨噬細胞、樹突狀細胞、淋巴細胞也具有潛在調控作用，具體作用機制有待闡明。

3 間充質干細胞外泌體在骨肉瘤治療中的應用

3.1 MSC-Exos參與骨肉瘤靶向治療

3.1.1 MSC-Exos參與OS的腫瘤生長、轉移與侵襲 MSC-Exos可攜帶MSC的遺傳信息，參與多種腫瘤的進程，并在OS細胞的生長、轉移及侵襲過程中發(fā)揮重要作用。Yoshida等^［58］發(fā)現，分離提取骨髓來源的MSC-Exos內容物miR-25-3p，可以調控OS細胞增殖、遷移及侵襲能力，其主要表現在骨髓來源的MSC-Exos可以將miR-25-3p靶向轉移至OS細胞，過表達后抑制其靶基因的表達，從而誘導OS細胞形成和轉移。Shimbo等^［59］發(fā)現，攜帶miR-143的MSC-Exos作用于OS的143B細胞后，機體內OS肺轉移趨勢明顯受到抑制，表明miR-143可以很大程度上減少OS細胞的遷移。Qin等^［60］探索內含miR-208a的MSC-Exos對OS細胞的影響，結果顯示，OS細胞能夠通過miR-208a的介導與MSC-Exos進行細胞通訊，形成異位表達的miR-208a能顯著提高OS細胞的存活和增殖能力。Zhang等^［61］發(fā)現，miR-206在OS細胞中呈低表達，過表達的miR-206能夠顯著抑制腫瘤細胞的增殖，并靶向作用于TRA2B促進細胞凋亡。Gong等^［62］發(fā)現，OS細胞通過MSC-Exos攝取miR-675后，能夠顯著下調細胞中CALN1的表達水平，從而促進細胞增殖與轉移。Ruan等^［63］發(fā)現，內容物miR-22可被MG63攝取，抑制MG63的增殖，從而抑制OS發(fā)展。Yun等^［64］發(fā)現，miR-488-3p通過靶向NRSN2來抑制腫瘤細胞的惡性行為并促進自噬，為miR-488-3p在OS發(fā)生中的作用提供新的見解。Xu等^［65］發(fā)現，miR-150能夠通過靶向IGF2BP1促進OS細胞凋亡，抑制OS增殖與遷移。Zhao等^［66］發(fā)現，長鏈非編碼RNA PVT1也對OS也有影響，包裹PVT1的MSC-Exo與OS細胞接觸后，能夠抑制細胞的泛素化進程并促進ERG的表達，從而促進腫瘤生長和轉移。Li等^［67］還發(fā)現，lncRNA MALAT1能夠通過MALAT1/miR-143/NRSN2軸調節(jié)下游Wnt/β-Catenin信號通路，從而促進OS細胞的增殖、遷移和侵襲。除此之外，內含蛋白uPA^［68］、LCP1^［69］的MSC-Exos也對調控OS細胞增殖、遷移等發(fā)揮關鍵作用。uPA能夠通過激活OS細胞中的uPA/uPAR軸，使腫瘤惡性轉化為轉移表型。而LCP1則能夠通過JAK2/STAT3途徑促進OS轉移和增殖。因此，MSC-Exos參與OS的腫瘤生長、轉移與侵襲。

3.1.2 MSC-Exos參與OS的腫瘤耐藥性 隨著OS耐藥性機制的研究逐漸深入，MSC-Exos不僅可以通過誘導TME細胞表型改變促進OS細胞的增殖、遷移，還可以通過其內含物誘導OS細胞產生化療耐藥性。因此，研究MSC-Exos內含物與OS信號通路和耐藥性機制的關系都對探究其耐藥性具有重要意義。臨床上應用于OS治療的藥物主要有阿霉素（Dox）和CDDP，Dox和CDDP的耐藥非常普遍^［70］。耐藥性受MSC-Exos內含物調控的影響，耐藥性的發(fā)展嚴重限制了藥物在OS臨床治療中的應用和有效性，并且還可能引起預后不良和復發(fā)。

MSC-Exos的內容物包含多種物質，其中很大一部分可對OS細胞耐藥性產生直接或間接的影響。Zhu等^［71］的研究顯示，Exos內含物circPVT1能在OS細胞系中表達相較于正常成骨細胞系hFOB1.19顯著上調，并且在多藥耐藥的OS細胞系中circPVT1的表達水平更高。進一步研究發(fā)現，circPVT1能通過上調耐藥性相關基因ABCB1的表達，誘導OS細胞對順鉑和阿霉素的耐藥性發(fā)生。敲除circPVT1的表達則可降低ABCB1的表達水平，從而部分恢復OS細胞對這兩種化療藥物的敏感性。臨床數據表明，高表達circPVT1的患者在生存率和預后方面均顯著低于低表達患者，這表明circPVT1在OS耐藥性發(fā)展及患者預后中發(fā)揮重要作用。Pu等^［72］發(fā)現，內容物miR-34a-5p可以通過抑制AGTR1基因的表達，從而促進OS的多藥耐藥性。而內容物miR-199a-3p卻能靶向調節(jié)AK4的表達，下調AK4的水平，從而降低OS的多藥耐藥性^［73］。此外，Wang等^［74］發(fā)現，miR-155能夠靶向作用于PTEN的表達，通過激活PI3K/Akt/mTOR信號通路，降低OS對DOX的敏感性。Li等^［75］還發(fā)現，miR-214均可通過靶向作用位點PHLDA2抑制PI3K/Akt信號通路，最終增強OS對于放射的敏感性。

目前，盡管OS患者的臨床化療藥物（包括順鉑、阿霉素、甲氨蝶呤及多比柔星等）能夠較大程度地改善病況，提高預后總生存率，然而，OS化療藥物耐藥性的高患病率卻是一個不可忽略的因素。因此，使用MSC-Exos運載的內容物對OS細胞進行靶向調控，從而降低其耐藥性，是目前臨床治療OS的關鍵問題。

MSC-Exos不同內容物與骨肉瘤靶向治療功能的關系，如表2所示。

3.2 藥物遞送載體MSC-Exos

由于傳統(tǒng)細胞治療中MSC載藥能力的限制，MSC分泌的納米級細胞外囊泡，即外泌體，已成為研究重點。MSC-Exos能夠攜帶不同的信號分子內容物，且本身體積小、便于分離提取，可以很好地解決藥物裝載的問題，是一種可以實現靶向遞送的天然藥物載體，已經成為臨床治療腫瘤的理想載體。Abello等^［76］發(fā)現，標記的hUC-MSCs外泌體在進入機體后，24 h內在腫瘤部位不斷蓄積，具有定位腫瘤和藥物靶向遞送的潛在用途。證實被標記過的Exos具有腫瘤靶向特性。在藥物遞送的過程中，MSC-Exos能夠通過膜蛋白與受體細胞相結合，克服P-糖蛋白等多藥耐藥相關蛋白介導的耐藥性^［77］，將抗癌藥物選擇性遞送到OS細胞處。Wei等^［78］發(fā)現，MSC-Exos含有高表達SDF-1蛋白，能夠與OS細胞中的CRCX4蛋白發(fā)生相互作用，通過SDF1-CRCX4軸的激活，從而接近靶向細胞發(fā)揮治療作用。由此表明，MSC-Exos可作為遞送藥物的載體靶向到達腫瘤細胞發(fā)揮作用，其在OS治療中的作用有待進一步研究。

阿霉素是目前廣泛用于癌癥治療的藥物之一，但其對心肌具有損害性，因此，增加藥物靶向性和降低對心肌的損傷對臨床治療癌癥具有重要意義^［79］。Wei等^［80］發(fā)現，將骨髓來源的MSC-Exos作為納米藥物載體，與化療藥物Dox結合后靶向運送至OS細胞內，通過SDF1-CXCR4軸對OS細胞趨化性進行調控，實驗結果表明，在腫瘤晚期的酸性條件下，承載Dox的MSC-Exos藥物載體能夠顯著降低機體毒性和增強對腫瘤細胞的毒性，這提示MSC-Exos可以作為藥物遞送載體應用于OS治療。此后，Wang等^［81］也發(fā)現，利用骨髓MSC分泌的外泌體制備的EM-Dox在OS中表現出更強的腫瘤抑制活性和更少的副作用，這為開發(fā)OS新型納米級藥物載體提供了機會。

Kanchanapally等^［82］將厚樸酚（Honokiol）裝載到MSC-Exos后進行藥效檢測，結果發(fā)現，經過MSCs-Exos-Honokiol處理后的癌細胞中藥物的蓄積濃度較Honokiol組明顯更高，這提示MSCs-Exos-Honokiol能夠對藥物進行更有效的傳遞。在相同培養(yǎng)條件下，MSCs-Exos-Honokiol對癌細胞的殺傷力是Honokiol的4～5倍，且在MSCs-Exos-Honokiol作用的腫瘤細胞中，檢測顯示特大型B淋巴細胞瘤、抗凋亡蛋白B細胞淋巴瘤2蛋白顯著減少，而細胞凋亡蛋白Bcl-2相關X蛋白和p21表達顯著增加。這提示MSCs-Exos-Honokiol可以通過促進細胞凋亡、改變細胞周期進程抑制OS細胞的生長。

人子宮內膜干細胞（hEnSCs）屬于MSC的一個亞類，其分泌形成的hEnSCs-Exos也屬于MSC-Exos的一種。Nooshabadi等^［83］將阿托伐他?。ˋto）裝載到hEnSCs-Exos上后，形成hEnSCs-Exos-Ato應用于評估腫瘤治療，結果顯示hEnSCs-Exos-Ato具有理想的藥物釋放能力，在48 h內能夠釋放大約50%的藥物。此外，Abas等^［84］還提出，人臍帶MSC來源的Exos也能夠裝載PTX應用于癌癥治療，這都為OS治療藥物遞送載體的選擇提供了重要參考。

總而言之，MSC-Exos作為藥物遞送載體具有低免疫原性、無細胞毒性、長期安全的特點，對于多種惡性腫瘤（包括OS）都表現出了巨大優(yōu)勢，MSC-Exos載藥系統(tǒng)能夠在提高腫瘤攝取的同時，極大程度地減少對機體的不良反應，包括藥物本身毒副反應和對器官的生物毒性。MSC-Exos載藥系統(tǒng)具有更好的藥物釋放潛力，利用MSC-Exos載藥系統(tǒng)傳遞藥物治療OS還具有很多的優(yōu)勢和發(fā)展空間，值得更深入的研究。

4 結論

近年來，MSC-Exos作為一種新興的生物治療劑，在OS治療領域具有廣闊的應用前景，但由于OS的高度異質性和復雜的腫瘤微環(huán)境，患者的生存率提升仍然有限。因此，OS的治療和預后改善一直是醫(yī)學研究中的難題。目前，MSC-Exos可通過多種途徑在OS發(fā)生、發(fā)展及其治療中發(fā)揮效應，還可以作為有效的藥物遞送載體，將化療藥物如Dox等直接遞送到腫瘤細胞中，從而提高治療效率并減少對正常細胞的毒性影響，為OS的治療提供了多角度的策略。盡管MSC-Exos在實驗室研究和動物模型中表現出顯著的抗腫瘤效果，但它在OS治療中的應用仍面臨著許多挑戰(zhàn)。MSC-Exos的生產、提純、表征及體內外功效評估等技術問題需進一步解決。此外，MSC-Exos的臨床轉化研究尚處于初步階段，為了加快MSC-Exos的臨床轉化，亟需開展更多的臨床試驗以驗證其安全性和有效性。

總而言之，MSC-Exos作為一種具有高度生物相容性的新型生物治療劑，在OS治療中展現出了獨特的優(yōu)勢，其獨特的生物學特性和多功能性為OS的治療提供了新的思路。隨著對MSC-Exos生物學特性和治療機制的深入理解，以及生產和應用技術的不斷完善，MSC-Exos有望成為OS患者治療的重要工具，為OS及其他惡性腫瘤的治療帶來新的希望。

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（責任編輯：錢筠 英文審校：劉源崗）